Способ получения защитного покрытия на поверхности изделий из сплава на основе меди

 

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к способам нанесения защитных покрытий на поверхность изделий, выполненных из сплавов на основе меди, преимущественно из мельхиора, и может быть использовано при изготовлении памятных сувениров, ювелирных украшений, столовых приборов и т.д. Способ включает анодную обработку изделий из мельхиора в водном растворе, содержащем 100-200 г/л гидроксида калия с анодной плотностью тока 2-20 А/дм² в течение 6-10 минут при 5-70°С с катодом, выполненным из мельхиора. Изобретение позволяет реализовать способ при достаточно высокой плотности тока, в широком интервале температур и получить на изделиях из мельхиора бесцветные защитные покрытия, сохраняющие свой первоначальный внешний вид в течение длительного срока хранения.

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическим способам нанесения защитных покрытий на поверхность изделий из сплава на основе меди, в частности из мельхиора, и может быть использовано при изготовлении памятных сувениров, ювелирных изделий и т.д.

Известен электролитический способ оксидирования медных или медненных стальных деталей. В качестве электролита для оксидирования применяют раствор гидроксида натрия концентрацией 80-120 г/л. Температура электролита составляет 80-90°С, анодная плотность тока не менее 0,5 А/дм² при выдержке 20-30 минут с возможностью сокращения длительности процесса по мере повышения температуры электролита. В качестве катодов служат стальные листы. Перед оксидированием поверхность деталей обезжиривают и активируют (А.М.Ямпольский. Гальванические покрытия. Л.: Машиностроение, 1978, с. 144).

Известный способ предназначен для получения на поверхности медных и медненных деталей защитных покрытий, имеющих глубокую бархатисто-черную окраску, изменяющую внешний вид изделий.

Для изделий из мельхиора, таких как памятные сувениры, ювелирные изделия, столовые приборы и т.д., предпочтительно получение бесцветного защитного покрытия, не изменяющего исходный цвет изделия. Кроме того, известный способ технологически сложен из-за необходимости выбора оптимального режима нескольких переменных параметров процесса и поддержания достаточно высокой температуры электролита.

Общей для известного и заявленного способов является анодная обработка поверхности изделий из сплава на основе меди в щелочном электролите с образованием защитного покрытия.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому способ анодного оксидирования меди и сплавов на ее основе, который ведут в электролите, содержащем 150-200 г/л гидроксида натрия при температуре 80-100°С, анодной плотности тока 0,8-2,0 А/дм² и продолжительности процесса 10-30 минут. На окончание процесса оксидирования указывает появление пузырьков газа у обрабатываемых деталей или резкое повышение напряжения процесса. В качестве катода может быть использована сталь или никель (С.Я.Грилихес. Оксидные и фосфатные покрытия металлов. Библиотечка гальванотехника. Л.: Машиностроение, 1978, с.75-77).

Способ предназначен для получения защитного покрытия на изделиях из меди и таких ее сплавах, как бронза и латунь, однако способ недостаточно эффективен при нанесении покрытий на изделия из мельхиора. Известный способ сложен в реализации и характеризуется малой эффективностью.

Общим для известного и заявленного способов получения защитных покрытий на поверхности изделий из сплава на основе меди является анодная обработка поверхности изделий в щелочном растворе.

Изобретение направлено на создание простого в осуществлении способа, обеспечивающего получение бесцветного защитного покрытия на изделиях из сплава на основе меди, в частности мельхиора.

Это достигается тем, что в способе получения защитного покрытия на поверхности изделий из сплава на основе меди путем их анодной обработки щелочным раствором, анодную обработку предварительно обезжиренных изделий из мельхиора ведут в водном растворе, содержащем 100-200 г/л гидроксида калия, с анодной плотностью тока 2-20 А/дм² в течение 6-10 минут. Катод выполняют из мельхиора. Температура электролита при этом может быть от 5 до 70°С.

Способ осуществляется следующим образом.

Изделия из мельхиора (памятные сувениры, ювелирные изделия и т.д.) обезжиривают, промывают водой, затем подвергают анодной обработке в щелочном электролите, содержащем гидроксид калия в количестве 100-200 г/л. Катодом служит пластина из мельхиора, а анодом является изделие из мельхиора, на поверхности которого необходимо получить защитное покрытие. Анодная плотность тока составляет 2-20 А/дм². Длительность процесса 6-10 минут. При меньших плотностях тока и времени выдержки процесс становится неэффективным, при больших - защитное покрытие становится видимым. Процесс анодной обработки ведется при температурах 5-70°С. После обработки изделия промывают проточной водой и сушат (на воздухе, в потоке теплого воздуха или протирая мягкой тканью).

Пример 1. Анодную обработку обезжиренных и промытых изделий из мельхиора марки МН-19 медалей в количестве 12 штук диаметром 60 мм, общей площадью 260 см² проводили в щелочном электролите, содержащем гидроксид калия в количестве 150 г/л. Изделия служили анодом. В качестве катода использовалась мельхиоровая пластина. Анодная обработка осуществлялась при температуре электролита 25°С, анодной плотности тока 2 А/дм² в течение 6 минут, после чего следовали отмывка изделий от электролита проточной водой и сушка. Поверхность изделий имела светлый вид и визуально не отличалась от исходных изделий. При хранении в закрытой емкости над 1 вес.%-ным раствором сернистого натрия (Na₂S) в течение 7 суток потемнения поверхности изделий не произошло. Не защищенные покрытием медали из этой же партии потемнели в течение 1 часа.

Пример 2. Анодной обработке подвергались предварительно обезжиренные и промытые изделия из мельхиора марки МН-Ж-Мц-10-1-1,5 в виде дисков диаметром 36,7 мм в количестве 7 штук общей площадью 155 см². В качестве анода использовались сами изделия, а в качестве катода - пластина из мельхиора марки МН-19. Электролиз проводили при температуре 60°С, анодной плотности тока 17 А/дм² в течение 10 минут без корректировки режима процесса. Далее изделия промывали проточной водой и сушили. Цвет поверхности мельхиоровых изделий после обработки не изменился. При последующей выдержке изделий, имеющих защитное покрытие, в воздушной среде в течение трех месяцев отмечено, что они не потемнели в отличие от аналогичных изделий, не имеющих защитного покрытия.

Таким образом, заявленный способ, реализуемый при высокой плотности тока в широком интервале температур, технологически прост, достаточно интенсивен и обеспечивает получение бесцветных защитных покрытий на изделиях из сплавов на основе меди, в частности мельхиора, сохраняющих свой исходный внешний вид при длительном хранении.

Формула изобретения

Способ получения защитного покрытия на поверхности изделий из сплава на основе меди путем их анодной обработки в щелочном растворе, отличающийся тем, что анодную обработку изделий из мельхиора ведут при температуре 5-70°С в водном растворе, содержащем 100-200 г/л гидроксида калия, с анодной плотностью тока 2-20 А/дм² в течение 6-10 мин и с катодом, выполненным из мельхиора.